DE2063367A1 - Purification of gases from petroleum - sources - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Gasreinigung und Rückgewinnung der verbrauchten Alkali-Waschlösung Die Erfindung betrifft ein industrielles Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Orackgas, Heizgas oder Abfallgas aus Erdolraffinerien und petrochemischen Anlagen, um aus diesen Gasen saure Gase zu entfernen. Insbesondere betrifft die erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückgewinnen der alkalische Reagenzien enthaltenden verbrauchten Waschlösung, bei dem aus der Alkali-Waschlösung unmittelbar durch das Waschsystem eine Lösung gebildet wird, die als Hauptkomponenten saure Salze enthält. Dieses System ist völlig in der Weise ausgebildet, daß das Auflösen geringer Mengen alkalilöslicher organischer öliger Bestandteile in der Alkalilösung verhindert und inhibiert wird und daß die Gesamtreaktivität zwischen der alkalischen Lösung und den sauren Gasen, wie H2S und C02 in dem Waschsystem verbessert wird, um den Alkaliverbrauch wesentlich zu vermindern und um zu ermöglichen, daß zum Aufrechterhalten und Beschleunigen der Entfernung der sauren Gase eine höhere Konzentration in der Alkalilösung angewendet werden kann. Unter der angegebenen alkalilöslichen. organischen, öligen Komponente soll ein rodukt verstanden werden, wie es beim Cracken von Erdöl oder dem Destillationsvorgang gebildet wird und das in dem Erdöl-Crackgas, Heizgas oder Abfallgas enthalten ist. Der überwiegende Teil dieser alkalilöslichen, organischen, öligen Materialien besteht aus Nichtkohlenwasserstoff-Verbindungen, die saure Bestandteile enthalten (saure Öle), wie (a) Alkylmercaptane, Arylmercaptane, (b) Verbindungen der Bhenolgruppe, einschließlich Phenol, Thiophenol und (c) Naphthensäuren (saure Öle).Method and device for gas purification and recovery of the used Alkali washing solution The present invention relates to an industrial method and apparatus for treating orrack gas, heating gas or waste gas from petroleum refineries and petrochemicals Systems to remove acidic gases from these gases. In particular concerns the Invention a method and an apparatus for recovering the alkaline reagents containing used washing solution, in which from the alkali washing solution immediately a solution is formed by the washing system, the main components of which are acidic Contains salts. This system is designed entirely in such a way that the dissolving small amounts of alkali-soluble organic oily components in the alkali solution is prevented and inhibited and that the overall reactivity between the alkaline Solution and acidic gases such as H2S and C02 in the scrubbing system is improved, to substantially reduce alkali consumption and to enable that to be maintained and accelerating the removal of the acidic gases a higher concentration in the Alkali solution can be applied. Below the specified alkali-soluble. organic, Oily component should be understood as a product as it occurs in the cracking of petroleum or the distillation process and that in the petroleum cracked gas, fuel gas or waste gas is contained. The majority of these alkali-soluble, organic, oily Materials consists of non-hydrocarbon compounds, which contain acidic components (acidic oils), such as (a) alkyl mercaptans, aryl mercaptans, (b) compounds of the phenolic group including phenol, thiophenol and (c) naphthenic acids (acidic oils).
Durch die Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gasreinigung und zur Rückgewinnung der verbrauchten Alkali-Waschlösung aus Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen zugänglich, die für industrielle Zwecke geeignet sind und durch die in wirtschaftlicher Weise eine wertvolle Lösung erhalten werden kann, die vorwiegend anorganische, saure Salze als Nebenprodukte enthält, während gleichzeitig das Auflösen löslicher organischer öliger Bestandteile in der Alkali-Waschlösung vermieden wird.The invention provides a method and an apparatus for Gas cleaning and recovery of the used alkali scrubbing solution from petroleum refineries and petrochemical plants suitable for industrial purposes and through which a valuable solution can be obtained in an economical way, which contains predominantly inorganic, acidic salts as by-products, while at the same time dissolving soluble organic oily components in the alkali washing solution is avoided.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Alkali-Waschsystem (das System zur Absorption von sauren Gasen) in eine Bildungszone für Neutralsalze, in der vorherrschend die neutralen Salze gebildet werden (Na2S, K2S, Na2CO,, K2C03 und dergleichen) und in eine Bildungszone für saure Salze unterteilt wird, in der vorherrschend die sauren Salze hergestellt werden (NaSH, KSH, NaHC03, KHCO3 und dergleichen), daß erforderlichenfalls jede Zone zusätzlich in mehr als zwei Abschnitte unterteilt wird, daß jede Zone oder jeder Abschnitt in Serie geschaltet ist und mit geeigneten Vorrichtungen zum Vermischen und zur Kreislaufführung versehen ist, so daß die Anteile der zirkulierenden Alkali-Waschlösung in jeder Zone oder in jedem Abschnitt in der Weise regelbar sind, daß die vorbestimmte Zusammensetzung der Alkali enthaltenden Waschlösung eingehalten wird, daß die Absorptionsreaktion der Alkali Waschlösung mit den sauren Gasen in dem Waschsysteni zur Bildung von sauren Salzen führt, um den Verbrauch des in dem Waschsystem verwendeten Alkali um die Hälfte zu vermindern und gleichzeitig die Gasreinigungswirkung des Waschsystems aufrechtzuerhalten und zu erhöhen, daß die Zusammensetzung der zirkulierenden Alkali-Waschlösung so eingestellt wird, daß das Molverhältnis der gebildeten sauren Salze zu verbleibendem Alkali in dem letzten Abschnitt der Bildungs zone für saure Salze (die Neutralsalze sollen hier als Gemisch aus saure Salzen und Alkali betrachtet werden, das durch Hydrolyse von Neutralsalzen entstanden ist) größer als 4 ist und das Molverhältnis in dem ersten Abschnitt der lildungszone für Neutralsalze kleiner als 1-ist und daß die Bedingungen des Gas-Flüssigkeits-Kontakts in jeder Zone oder jedem Abschnitt, die frisch zugeführten Mengen der Äikali-Waschlösung und die im Kreislauf geführten Mengen der Alkali-Waschlösung in jeder Zone oder in jedem Abschnitt so eingestellt werden, daß die Zusammensetzung der Waschlösung zwischen der Zusammensetzung des letzten Abschnitts der Bildungszone für saure Salze und der Zusammensetzung des ersten Abschnitts der Bildungezone für Neutralsalze liegt.This is achieved according to the invention in that the alkali washing system (the acid gas absorption system) into a neutral salt formation zone, in which predominantly the neutral salts are formed (Na2S, K2S, Na2CO ,, K2C03 and the like) and is divided into an acid salt formation zone in which predominantly the acid salts are produced (NaSH, KSH, NaHC03, KHCO3 and like), that if necessary, each zone is additionally divided into more than two sections is divided so that each zone or each section is connected in series and is provided with suitable devices for mixing and circulation, so that the proportions of circulating alkaline wash solution in each zone or in each Section adjustable in such a way that the predetermined composition of the alkali containing washing solution is observed that the absorption reaction of the alkali Washing solution with the acid gases in the washing system for the formation of acid salts leads to the consumption of the alkali used in the washing system by half to reduce and at the same time to maintain the gas cleaning effect of the scrubbing system and increase that composition the circulating alkaline wash solution is adjusted so that the molar ratio of the acid salts formed to remaining Alkali in the last section of the formation zone for acid salts (the neutral salts should be viewed here as a mixture of acidic salts and alkali, which is carried out by Hydrolysis of neutral salts) is greater than 4 and the molar ratio in the first section of the formation zone for neutral salts is less than 1 and that the conditions of gas-liquid contact in each zone or section, the freshly added amounts of Äikali washing solution and the circulated Amounts of the alkali washing solution in each zone or section are adjusted be that the composition of the washing solution between the composition of the last section of the formation zone for acid salts and the composition of the first section of the formation zone for neutral salts.
Im allgemeinen enthalten die Abfälle von unzureichend ausgenutzten alkalischen Chemikalien, wie die Abflußlösungen aus Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen, zahlreiche, eine Verunreinigung der Umgebung erzeugende zufällige Bestandteile, wie Alkalisulfide, organische Schwefelverbindungen und einen hohen Anteil an verbliebenem Alkali. Es wurden bereits sahlreiche Untersuchungen zur Behandlung dieser alkalischen Abfallösungen durch Neutralisation vorgenommen, um die Verunreinigung der Umgebung durch eine außerordentlich hohe Menge des verbliebenen Alkali zu verhindern, das Problem wurde jedoch noch nicht gelöst und in der Praxis tritt immer noch häufig eine Verunreinigung auf. Der Betrieb der Erdöl verarbeitenden Anlagen ist daher mit großen Schwierigkeiten verbunden. Das Verfahren zur Abfallbeseitigung, bei dem nur eine relativ unbedeutende Verunreinigung der Umgebung eintritt, wie das Abladen der Abfälle in weiter Entfernung im Meer vermeidet Verunreinigungen der Umgebung zll einem außerordentlich hohen Preis. Dieses Abladen im Meer bietet jedoch häufig zahlreiche schwierige Probleme, beispielsweise Ausbildung schlechter und widerlicher Geruche neben den erhöhten Kosten durch ungünstige Wetterbedingungen und Vernichtung von Fischen und Schalentieren und dergleichen. Es ist daher eine bekannte Tatsache, daß neue und wirksame Gegenmaßnahmen zum Beseitigen alkalischer Abfälle eingesetzt werden sollten, die gleichzeitig die Verunreinigung mit SO2 beseitigenb Burch Verfahren, die von der Anmelderin entwickelt wurden und Gegenstand der japanischen Patentschriften 401 527, 404 799 und 418 472 sind, wurden ausgezeichnete Ergebnisse zum Entfernen der Bestandteile alkalischer Abfälle, welche die Verunreinigung der Umgebung bewirken, durch Behandlung dieser alkalischen Abfälle mit gasförmigem H2S erzielt, das aus einer anderen Quelle gewonnen wird. Die ausgezeichneten Ergebnisse dieser Verfahren sind auf diesem Fachgebiet bekannt.In general, the waste contained from underutilized alkaline chemicals, such as the drain solutions from petroleum refineries and petrochemicals Plants, numerous incidental components that cause environmental pollution, such as alkali sulfides, organic sulfur compounds and a high proportion of what remains Alkali. Numerous studies have been carried out on the treatment of this alkaline Waste solutions made through neutralization to the pollution of the environment to prevent the However, problem has not yet been resolved and in practice it still occurs frequently an impurity. The operation of the petroleum processing plants is therefore associated with great difficulty. The waste disposal process in which only a relatively insignificant environmental pollution occurs, such as unloading the waste at a great distance in the sea avoids pollution of the environment zll an extraordinarily high price. However, this offloading in the sea offers frequent numerous difficult problems, such as training worse and more disgusting Smells besides the increased cost due to unfavorable weather conditions and destruction of fish and shellfish and the like. It is therefore a known fact that new and effective countermeasures to eliminate alkaline Waste should be used that simultaneously eliminates the SO2 pollution b Burch process developed by the applicant and the subject of Japanese Patents 401,527, 404,799 and 418,472 have provided excellent results to remove the constituents of alkaline waste which may contaminate the Environment by treating this alkaline waste with gaseous H2S obtained from another source. The excellent results these methods are known in the art.
Die Verfahren dieser Patentschriften werden jedoch in der Weise durchgeführt, daß das zu verwendende H2S-Gas aus einer anderen Quelle erhalten wird, als das in dem zu waschenden Gas vorliegende H2S. Dieses gasförmige H2S wird daher-zum Neutralisieren des verbliebenen Alkali in dem alkalischen Abfall verwendet und für die Neutralisation wird ein Überschuß über die erforderliche Menge an H2S eingesetzt, so daß die Abtrennung und Entfernung von alkalilöslichen organischen öligen Bestandteilen, die dem Abfall zugemischt sind, ein wesentliches Erfordernis dieser Verfahren darstellen. Die beschriebenen Verfahren erfordern daher nicht nur H2S-Gas aus einer anderen Quelle, sondern auch überschüssiges Alkali in der Stufe der Gaswäsche. Unter diesen Bedingungen werden daher teures Alkali und die Schwefelquelle nicht wirksam ausgenutzt. Bei der Anwendung auf petrochemische Anlagen, die keine andere Quelle für H2S als das zu reinigende, H2S enthaltende Gas aufweisen oder in Erdölraffinerien, in denen bereits eine-Vorrichtung zur Schwefelrückgewinnung, wie zur Rückgewinnung von elementarem Schwefel, vorgesehen ist, haben sich daher diese Verfahren als schwierig und weniger wirtschaftlich erwiesen.However, the procedures in these patents are carried out in such a way that that the H2S gas to be used is obtained from a source other than that in H2S present in the gas to be washed. This gaseous H2S is therefore used to neutralize of the remaining alkali in the alkaline waste and used for neutralization an excess of the required amount of H2S is used, so that the separation and removing alkali-soluble organic oily components from the waste are admixed represent an essential requirement of these processes. The described Processes therefore not only require H2S gas from another source, but also excess alkali in the gas scrubbing stage. Under these conditions will be therefore, expensive alkali and the sulfur source are not used effectively. In the application on petrochemical plants that have no other source of H2S than the one to be cleaned, Gas containing H2S or in petroleum refineries that already have a device intended for sulfur recovery, such as the recovery of elemental sulfur therefore, these processes have proven difficult and less economical.
Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, hat sich der Erfinder dieser Anmeldung mit dem Problem der Verminderung der Kosten für das Alkali und der Gegenmaßnahmen gegen eine Verunreinigung der Umgebung in petrochemischen Anlagen beschäftigt, die keine sauren Gase, wie H2S und C02 produzieren, ausgenommen das zu waschende Gas, wie es beim Waschen von Naphtha-Pyrolysegas mit Alkalilösung der Fall ist, oder in denen nur eine geringe Menge saurer Gase gebildet wird. In diesen Pällen war es bisher unvermeidbar, daß die alkalische Abfallösung der Anlage zur Beseitigung weit hinaus auf das Meer transportiert wurde. Durch zahlreiche Versuche wurden erfindungsgemäß Methoden ausgearbeitet, die in folgender Weise beide der genannten schwierigen Forderungen erfüllen: (a) die Alkalikomponente der Waschlösung absorbiert saure Gase und verbindet sich mit diesen, bis der überwiegende Teil der Alkalikomponente in Hydrogensulfid und andere saure Salze übergeführt ist, während eine hohe Gaswaschwirkung beibehalten wird, und gleichzeitig (b) wird das Auflösen der löslichen organischen öligen Bestandteile oder ihre Diffusion in die Waschlösung inhibiert oder verhindert.In order to eliminate this difficulty, the inventor has this Filing with the problem of reducing the cost of the alkali and countermeasures against environmental pollution in petrochemical plants that employ do not produce acidic gases such as H2S and C02, with the exception of the gas to be washed, as is the case when washing naphtha pyrolysis gas with an alkali solution, or in which only a small amount of acidic gases is formed. In these palls was it has hitherto been unavoidable that the alkaline waste solution of the plant for disposal was transported far out to sea. Numerous attempts have been made according to the invention Methods elaborated in the following way both of the difficult demands mentioned meet: (a) the alkali component of the washing solution absorbs acidic gases and binds deal with these until the majority of the alkali component is in hydrogen sulfide and other acidic salts is converted while maintaining a high gas scrubbing effect will, and at the same time (b) will dissolve the soluble organic oily ingredients or inhibits or prevents their diffusion into the washing solution.
Diese Untersuchungen des Waschsystems und das Auffinden eines Zusammenhangs zwischen der Alkali-Waschlösung, dem sauren Gas und den alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteilen ermöglichten, daß erfindungsgemäß unmittelbar eine Lösung in dem Gaswaschsystem erhalten wird, die als Hauptbestandteile saure Salze und als untergeordneten Bestandteil andere Neutralsalze aufweist. These investigations of the washing system and finding a connection between the alkali washing solution, the acidic gas and the alkali-soluble, organic, oily constituents made it possible, according to the invention, to immediately create a solution in the gas scrubbing system is obtained, the acid salts as the main components and as subordinate component has other neutral salts.
Aufgrund einer Reihe der ergebnisse von Versuchen, die sich mit der Lösung dieser Probleme beschäftigten, basiert die Erfindung auf folgenden Tatsachen: (a) Die Erfindung bezieht sich auf die Alkaliwäsche von Gasen, die als Hauptbestandteile Kohlenwasserstoffe enthalten, zum «htfernen der sauren Gase als Begleitkomponenten, wie El2S und CO2 und die alkalilösliche organische ölige Komponenten enthalten, wie von drackgas, Heizgas und Abgasen. Die Löslichkeit der sauren Gase, wie H2S und in der Alkalilösung in einem solchen tertiären System eines Gas-Flüssigkeits-Waschsystems hängt kaum von der Konzentration der Neutralsalze sowie der gebildeten sauren Salze und/oder der durch Hydrolyse von Neutralsalzen gebildeten sauren Salze ab, sondern ist vorherrschend von dem nicht umgesetsten Alkali und/oder wirksamen Alkali abhängig, das durch Hydrolyse von Neutralsalzen in der Waschlösung gebildet wird und die Menge des absorbierten Gases ist im wesentlichen proportional der Menge des wirksamen Alkali in der Waschlösung.Based on a number of the results of experiments dealing with the Solving these problems, the invention is based on the following facts: (a) The invention relates to the alkali scrubbing of gases, which are the main components Contain hydrocarbons to remove the acidic gases as accompanying components, such as El2S and CO2 and which contain alkali-soluble organic oily components, like draft gas, heating gas and Exhaust. The solubility of the acidic Gases such as H2S and in the alkali solution in such a tertiary system of a gas-liquid scrubbing system hardly depends on the concentration of the neutral salts and the acid salts formed and / or the acidic salts formed by hydrolysis of neutral salts, but separate is predominantly dependent on the unreacted alkali and / or effective alkali, which is formed by hydrolysis of neutral salts in the washing solution and the amount of the absorbed gas is essentially proportional to the amount of the effective Alkali in the washing solution.
(b) Die Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Bestandteile, die in Crackgas und Abgas enthalten sind, in der Gaswaschlösung ist bei einer geringeren Ausbildung von sauren Salzen und einem niedrigeren Verhältnis von sauren Salzen zu Alkali im wesentlichen der in der Gaswaschlösung vorliegenden Alkalimenge proportional, diese Löslichkeit wird jedoch bei stärkerer Bildung von sauren Salzen niedriger, als der Wert, der aus dem Verhältnis von sauren Salzen zu wirksamem Alkali zu erwarten ist. Wenn das Molverhältnis von sauren Salzen zu wirksamem Alkali höher als 4 : 1 ist, tritt die erwähnte Tendenz stärker zutage und die organische ölige Komponente wird schließlich von der Lösung der sauren Salze abgetrennt.(b) The solubility of the alkali-soluble organic oily constituents, which are contained in cracked gas and exhaust gas, in the gas scrubbing solution is at a lower level Formation of acid salts and a lower ratio of acid salts to alkali essentially proportional to the amount of alkali present in the gas scrubbing solution, however, this solubility decreases with the formation of more acidic salts, than the value to be expected from the ratio of acidic salts to effective alkali is. If the molar ratio of acid salts to effective alkali is higher than 4: 1, the aforementioned tendency is more evident and the organic oily component is finally separated from the solution of the acid salts.
Gegenstand der Erfindung ist ein wirtschaftliches Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückgewinnen des zum Waschen des Gases verwendeten Alkali, die durch Untersuchungen des Gaswaschsystems auf Basis der genannten Entdeckungen für die industrielle Anwendung ausgebildet wurden. Zur umfassenderen Veranschaulichung der Erfindung wird nachstehend ein Bespiel beschrieben, in dem der Zusammenhang des Auflösens von sauren Gasen, wie H2S und C02 und alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteilen in den Gaswaschlösungen in Zusammenhang mit dem Gaswaschsystem gegeben ist.The invention is an economical method and a Device for recovering the alkali used for scrubbing the gas, obtained by Investigations of the gas scrubbing system on the basis of the aforementioned discoveries for the industrial application. For a more complete illustration of the Invention is described below an example in which the context of Dissolving of acidic gases such as H2S and C02 and alkali-soluble, organic, oily Components in the gas scrubbing solutions given in connection with the gas scrubbing system is.
Das beiliegende Fließschema, die Versuchsbeispiele und Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und für die erfindungsgemäße Vorrichtung , die nachstehend gegeben werden, sollen lediglich eine Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Hauptausführungsform darstellen. Sie können zahlreichen Verbesserungen und Modifikationen innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches unterworfen werden und dienen daher nicht zur Begrenzung der Erfindung.The enclosed flow chart, the test examples and Examples for carrying out the process according to the invention and for the process according to the invention Apparatus given below are meant to be illustrative only represent the main embodiment of the invention. You can make numerous improvements and modifications within the scope of the present invention and therefore do not serve to limit the invention.
Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt wird, ist das erfindungsgemäße Gaswaschsystem etwa unterteilt in eine Bildungs zone für saure Salze (A und B) und eine Bildungszone für neutrale Salze (C und D). In der letzteren Zone stellt der Abschnitt 1> die Zone zur vollständigen Reinigung des zu behandelnden Gases dar, während der Abschnitt C eine Vorwasch-Teilzone ist. Die Bildungszone für neutrale Salze hat eine ähnliche Wirkung, wie konventionelle Gaswaschvorrichtungen. Die Zone zur Bildung von sauren Salzen ist ein Merkmal des erfindungsgemäßen Gaswaschsystems und dient dem Zweck, die Reaktion der Alkali enthaltenden Gaswaschlösung mit den in dem zu behandelnden Gas vorliegenden sauren Gasen zu ermöglichen und saure Salze in der Alkali enthaltenden Gaswaschlösung zu bilden. Die aus der Bildungs zone für Neutralsalze kommende Lösung, die als Hauptkomponenten Neutralsalze enthält, wird in Abschnitt B der Reaktion mit den sauren Gasen aus dem zu behandelnden Gas unterworfen, so daß der Hauptanteil der wirksamen Alkalibestandteile in saure Salze übergeführt wird. Danach, wenn Abschnitt A erreicht wird, reagiert die Lösung mit den sauren Gasen, die in dem Rohgasstrom enthalten sind, unter Bildung von sauren Salzen, wobei die Zusammensetzung der Lösung homogen wird und die Reaktion vervollständigt wird.As shown in Figures 1 and 2, the gas scrubbing system of the present invention is divided into a formation zone for acid salts (A and B) and a formation zone for neutral salts (C and D). In the latter zone, the section represents 1> the Zone for the complete purification of the gas to be treated, during the section C is a pre-wash sub-zone. The formation zone for neutral salts has a similar one Effect like conventional gas scrubbing devices. The zone for the formation of acidic Salting is a feature of the gas scrubbing system according to the invention and serves the purpose of the reaction of the alkali-containing gas scrubbing solution with that to be treated Allow gas to be present acidic gases and containing acidic salts in the alkali To form gas scrubbing solution. The solution coming from the education zone for neutral salts, which contains neutral salts as main components, is discussed in section B of the reaction subjected to the acid gases from the gas to be treated, so that the main part the active alkali constituents are converted into acidic salts. After that if section A is reached, the solution reacts with the acidic gases in the raw gas stream are contained, with the formation of acid salts, the composition of the solution becomes homogeneous and the reaction is completed.
Diese Waschabschnitte sind durch Leitungen 9', 9" und 9111 für den Gasstrom und mit Führungsleitungen 10, 10' und 1011 für die Waschlösung miteinander verbunden, wobei eine Gaswaschvorrichtung erhalten wird, durch welche die Menge von zum Waschen verwendetem Alkali und zum Ausbilden der sauren Salzlösung verringert wird. Jeder Waschabsclmitt besteht aus dem System zum Inberührungbringen von Gas und 'lüssigkeit und dem Kreislaufsystem für die Lösung. Das System zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit (6, 6', 6'', 6''') ist so ausgebildet, daß die Kontaktoberfläche mit Hilfe von Raschigringen und perforierten Platten erhöht wird. Die Oberfläche dieser Ringe und Platten kann erhöht oder vermindert werden, um die für die Reaktion zwischen der Alkalilösung und dem Gasstrom erforderliche Kontaktzeit sicherzustellen. Das Lösungs-Kreislaufsystem jedes Abschnitts dient zum Regeln der zirkulierenden Menge der Lösung innerhalb der Gaswaschvorrichtung und besteht aus Kreislaufpumpen (3, 31, 3?? und 3???), Behältern (7, 7ß, 72 und 7"') für die zirkulierende Waschlösung und Leitungen (2, 2', 2", 2"', 4, 4', 41? und 4't'), welche diese Behälter verbinden. Dieses System dient der Erhöhung der Wirksamkeit des Kontakts der Alkalilösung mit dem Gasstrom und der Förderung der Absorptionsreaktion der Alkali-Waschlösung mit den sauren Gasen.These washing sections are through lines 9 ', 9 "and 9111 for the Gas flow and with guide lines 10, 10 'and 1011 for the washing solution with each other connected, obtaining a gas scrubbing device through which the amount of alkali used for washing and for forming the acidic salt solution will. Each scrubbing unit consists of the gas contact system and 'liquid and the circulatory system for the solution. The system for Bringing into contact of gas and liquid (6, 6 ', 6 ", 6"') is designed so that the contact surface is increased with the help of Raschig rings and perforated plates. The surface these rings and plates can be increased or decreased to allow for the reaction to ensure the necessary contact time between the alkali solution and the gas flow. The circulatory solution system of each section is used to regulate the circulating Amount of the solution inside the gas scrubbing device and consists of circulation pumps (3, 31, 3 ?? and 3 ???), containers (7, 71, 72 and 7 "') for the circulating wash solution and conduits (2, 2 ', 2 ", 2"', 4, 4 ', 41? and 4't') connecting these containers. This system serves to increase the effectiveness of the contact with the alkali solution the gas flow and the promotion of the absorption reaction of the alkali scrubbing solution with the acid gases.
Das dem Waschsystem von außen zugeführte Rohgas tritt durch die Zuführungsleitung 9 ein und wird Abschnitt A der Bildungszone für saure Salze zugeführt, in der ein Teil der darin enthaltenen sauren Gase, wie H2S und C02, nach der Reaktionsformel (1) verbraucht werden und die Bildung der Lösung der sauren Salze vervollständigt wird. Danach erreicht das Gas durch die Leitungen 9' und 9 die Abschnitte B und G, welche die stärkste Absorptionsfähigkeit für saure Gase aufweisen.The raw gas supplied to the scrubbing system from the outside passes through the supply line 9 and is fed to section A of the acid salt formation zone, in which a Part of the acidic gases it contains, such as H2S and C02, according to the reaction formula (1) are consumed and the formation of the acid salt solution is completed will. The gas then reaches sections B and through lines 9 'and 9 G, which have the strongest absorption capacity for acidic gases.
Dort reagieren sie mit der Alkali-Waschlösung und das Gas wird dort von den Hauptanteilen an darin enthaltenen sauren Gasen befreit, wobei Neutralsalze und saure Salze nach den Reaktionsformeln (1) und (2) gebildet werden. Anschließend wird der eine geringe Menge saurer Gase enthaltende Gasstrom durch die Leitung 91? dem Abschnitt D zugeführt, in dem das eingeführte Gas durch Waschen mit der frischen Alkali-Waschlösung, die kontinuierlich zugeführt wird, in einen im wesentlichen vollständig gereinigten Zustand übergeführt wird.There they react with the alkali scrubbing solution and the gas is there freed from the main proportions of acidic gases contained therein, with neutral salts and acid salts are formed according to reaction formulas (1) and (2). Afterward is the gas flow containing a small amount of acidic gases through the line 91? fed to the section D, in which the introduced gas is washed with the fresh Alkali washing solution, which is continuously supplied, into an essentially completely cleaned state is transferred.
Danach wird das Gas durch Leitung li der Spülstufe 12 zugeführt, in der die begleitenden Spuren der Alkalilösung entfernt werden. Das so gereinigte Gas wird durch die Rohrleitung 13 aus dem System ausgetragen.The gas is then fed to the flushing stage 12 through line 1 1, in which removes the accompanying traces of the alkali solution. The so cleaned Gas is discharged from the system through pipeline 13.
Der Gesamtanteil oder der überwiegende Anteil des in der Spülstufe verwendeten Waschwassers wird aus der Spülstufe entnommen, ohne daß die Alkali-Waschlösung wie im Ball der konventionellen Methode mit Wasser verdünnt wird. Daher wird aus dem Gaswaschsystem eine Lösung mit hoher Konzentration an sauren Salzen gewonnen.The total or the major part of that in the rinse stage Wash water used is removed from the rinse stage without the alkali wash solution as in the ball of the conventional method is diluted with water. Hence it becomes out A solution with a high concentration of acid salts is obtained from the gas scrubbing system.
Durch die nachfolgenden chemischen Formeln ist die Reaktion dargestellt, die in der Zone zur Bildung saurer Salze und zur Bildung neutraler Salze abläuft. Dabei reagieren die sauren Gase des Gasstroms mit den Alkalikomponenten in der Waschlösung in einem Gegenstromkontakt und werden mit Hilfe der Reaktion (1) und danach durch die Reaktion (2) entfernt. The following chemical formulas show the reaction that takes place in the zone for the formation of acidic salts and for the formation of neutral salts. The acid gases in the gas stream react with the alkali components in the scrubbing solution in countercurrent contact and are removed with the aid of reaction (1) and then with reaction (2).
Andererseits wird die durch Leitung 1 in Abschnitt D der Bildungszone für Neutralsalze zugeleitete Alkali-Waschlösung während einer gewissen Dauer zurückgehalten, während sie mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus in Abschnitt D zirkuliert und dazu dient, saure Gase entsprechend Formel (2) zu absorbieren und den Gasstrom im wesentlichen vollständig zu reinigen.On the other hand, the line 1 in section D becomes the formation zone Alkali washing solution supplied for neutral salts is retained for a certain period of time, while it circulates with the help of the circulation mechanism in section D and serves to absorb acidic gases according to formula (2) and the gas flow in the essential to completely clean.
Die Alkali-Waschlösung, die in diesem Abschnitt teilweise neutralisiert wird, wird durch Rohrleitung 10 und 10' in die Abschnitte C und B überführt, die höhere Konzentrationen an sauren Gasen aufweisen. Dabei wird die Reaktion mit den sauren Gasen in dem Gasstrom wiederholt und es werden neutrale Salze und saure Salze gebildet. Die Alkali-Waschlösung fließt dann durch Leitung 10 " in den Abschnitt A, in welchem die höchste Konzentration der sauren Gase innerhalb des erfindungsgemxiL3en :ischsystems vorliegt. Ua die Absorptionsreaktion innerhalb der Abschnitte C und B entsprechend den Formeln (2) und (1) abläuft, wird der Alkalibestandteil der Lösung entsprechend Formel (2) in Neutralsalze umgewandelt und bildt danach durch die Reaktion (1) mit sauren Gasen die sauren Salze.The alkaline wash solution that partially neutralizes this section is, is transferred through pipeline 10 and 10 'in the sections C and B, the have higher concentrations of acidic gases. The reaction with the acid gases are repeated in the gas stream and there are neutral salts and acid salts educated. The caustic wash solution then flows into the section through line 10 " A, in which the highest concentration of acidic gases within the inventive : ischsystems is present. Including the absorption reaction within the Sections C and B run according to formulas (2) and (1), the alkali component becomes the solution according to formula (2) is converted into neutral salts and then forms by reaction (1) with acid gases the acid salts.
Die Kreislauflösung des Abschnitts B hat daher eine Zusammensetzung, die zum überwiegenden Teil aus sauren Salzen besteht beziehungsweise in der mehr saure Salze als Neutralsalze vorliegen.The circuit solution of section B therefore has a composition which consists for the most part of acid salts or in the more acidic salts are present as neutral salts.
Die saure Salze und Neutralsalze.enthaltende Lösung aus Abschnitt B, die nun Abschnitt A erreicht hat, wäscht danach den frischen Gasstrom, der die höchste Konzentration an sauren Gasen in dem erfindungsgemäßen Waschsystem aufweist. Das Waschen erfolgt entsprechend der Reaktionsformel (1), wobei der Hauptanteil der Neutralsalze verbraucht wird. Die in dieser Weise angesäuerte Waschlösung wird durch Rohrleitung 8 in den Außenbehälter für die Lösung saurer Salze transportiert und nach dem Entfernen der in Abschnitten B und A abgetrennten alkalilöslichen organischen öligen Komponente wird die Lösung der sauren Salze gewonnen.The acidic salts and neutral salts.containing solution from section B, which has now reached section A, then washes the fresh gas stream that the has the highest concentration of acidic gases in the washing system according to the invention. Washing is carried out in accordance with reaction formula (1), with the main portion the neutral salts is consumed. The washing solution acidified in this way becomes transported through pipeline 8 into the outer container for the solution of acidic salts and after removing the alkali soluble organic separated in Sections B and A The solution of the acid salts is obtained from the oily component.
Zum Waschen von Rohgasen, die vorherrschend aus Kohlenwasserstoffgasen bestehen, wie Crackgas, Heizgas und Abgasen, und die geringe oder spurenartige Anteile an alkalilöslichen organischen öligen Bestandteilen aufweisen und in Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen gebildet wurden, mit Alkalilösung, wurden die in den folgenden Beispielen gezeigten Versuche durchgeführt. Diese Versuche hatten den Zweck, den Zusammenhang zwischen der Absorptionsreaktion der Alkali-Waschlösung mit sauren Gasen und der Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Komponente in der Alkali-Waschlösung zu untersuchen.For washing raw gases, which are predominantly made up of hydrocarbon gases exist, such as cracked gas, heating gas and exhaust gases, and the small or trace-like proportions of alkali-soluble organic oily components and in petroleum refineries and petrochemical plants were formed, with alkali solution, were used in the experiments shown in the following examples. These attempts had that Purpose, the relationship between the absorption reaction of the alkali washing solution with acid gases and the solubility of the alkali-soluble organic oily component to investigate in the alkali washing solution.
Beispiel 1 Um die Wirkungen der Konzentration der sauren Salze von Alkalimetallen (einschließlich der durch Hydrolyse der Neutralsalze von Alkalimetallen gebildeten sauren Salze), zu untersuchen, die durch die Absorptionsreaktion von sauren Gasen in der Alkali-Waschlösung gebildet wurden, wurde folgender Versuch durchgeführt: Zur Ausbildung einer Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone wurden etwa 13 mm lange Raschigringe, die durch Zerschneiden eines Glasrohrs mit dem Innendurchmesser 5 mm hergestellt worden waren, in einer Länge von etwa 700 mm in den mittleren Teil eines Glasrohrs des Innendurchmessers 70 bis 71 mm und einer Länge von 1500 mm eingefüllt. Ein mit dem unteren Ende des Glasrohres verbundener Behälter für Waschflüssigkeit von etwa 480 ml Fassungsvermögen wird über eine Kreislaufpumpe (8 1/Min. Example 1 To the effects of the concentration of the acid salts of Alkali metals (including those produced by hydrolysis of the neutral salts of alkali metals acid salts formed), to study by the absorption reaction of acid gases generated in the alkali washing solution, the following experiment was made carried out: To form a gas-liquid contact zone, about 13 mm long Raschig rings made by cutting a glass tube with the inner diameter 5 mm had been made, in a length of about 700 mm in the middle part a glass tube with an inner diameter of 70 to 71 mm and a length of 1500 mm. A container for washing liquid connected to the lower end of the glass tube of approx. 480 ml capacity is fed via a circulation pump (8 1 / min.
mit einer Sprühdüse verbunden, die am oberen Teil der Gas-'lüssigkeits-Kontaktzone montiert ist, um den Kreislauf mechanismus zu bilden. Der untere Teil und der obere Teil der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone ist mit der Zuführung beziehungsweise der Abführung des zu waschenden Gases versehen. Diese Vorrichtung bildet eine konventionelle, mit Raschigringen gefüllte Gaswaschapparatur.connected to a spray nozzle, which is at the upper part of the gas-liquid contact zone is mounted to form the circulatory mechanism. The lower part and the upper Part of the gas-liquid contact zone is with the feed or the Provide discharge of the gas to be washed. This device forms a conventional, Gas scrubbing apparatus filled with Raschig rings.
In dieser Waschkolonne wurde 5- bis 10-prozentige NaOH-Lösung als Waschlösung verwendet, die durch Vermischen von etwa 10-prozentiger NaOH-Lösung mit verschiedenen Mengen von saurem Alkalimetallsalz (etwa 7 bis 20 % NaSH) hergestellt worden war.In this wash column 5 to 10 percent NaOH solution was used as Wash solution used by mixing about 10 percent NaOH solution made with various amounts of acidic alkali metal salt (about 7 to 20% NaSH) had been.
Das zu waschende Gas (Quelle für das saure Gas) war ein Kohlenwasserstoffgas, das eine gewisse Menge (etwa 50 Volumprozent) H2S oder eines Gemisches von H2S mit CO2 enthielt. Unter Verwendung einer Emulsion von Cadmiumcarbonat als Lösung zum Nachweis von H2S wurde der Einfluß der im Verlauf der Absorptionsreaktion der sauren Gase durch die Alkalilösung gebildeten sauren Salze von Alkalimetallen untersucht. Die Versuche wurden folgendermaßen durchgeführt: je 20 kg etwa 5- bis etwa 10-prozentiger NaOH-Lösungen, die 0, 7, 14 beziehungsweise 21 ffi NaSH als saures Alkalimetallsalz enthielten, wurden in das Kreislaufsystem der Gaswaschvorrichtung eingeführt. Das Kreislaufvolumen der Lösung wurde auf 8 1/Min. eingestellt und das Kohlenwasserstoffgas (Crackgas), das H2S oder ein Gemisch von 3 mit C02 nthielt., wurde mit einer Pließrate von 0.5 1/Min. durch die Gaszuführung in die Waschvorrichtung eingeleitet. Eine Waschflasche zum Nachweis von H2S (Inhalt etwa 50 ml), welche die Cadmiumcarbonat-Emulsion (weiß) enthielt, wurde mit dem oberen Teil der Waschkolonne verbunden. Die Messung der Zeitspanne, die nach Einführung eines Teils der Abgase für den Farbumschlag der Nachweislösung nach gelb erforderlich war, zeigte den Einfluß der sauren Alkalimetallsalze auf die Absorptionsreaktion an. Die ersielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.The gas to be washed (source of the acid gas) was a hydrocarbon gas, that contains a certain amount (about 50 percent by volume) of H2S or a mixture of H2S Contained CO2. Using an emulsion of cadmium carbonate as a solution for Detection of H2S was the influence of the acidic in the course of the absorption reaction Gases formed by the alkali solution acidic salts of alkali metals were investigated. The tests were carried out as follows: about 5 to about 10 percent more per 20 kg NaOH solutions containing 0, 7, 14 or 21 ffi NaSH as an acidic alkali metal salt were introduced into the circulation system of the gas scrubber. That The circulating volume of the solution was increased to 8 l / min. set and the hydrocarbon gas (Cracked gas) containing H2S or a mixture of 3 with C02., Was mixed with a Pour rate from 0.5 1 / min. introduced into the washing device through the gas supply. One Wash bottle for the detection of H2S (content approx. 50 ml), which is the cadmium carbonate emulsion (white) was connected to the upper part of the wash column. The measurement the time it takes for the color to change after some of the exhaust gases have been introduced the detection solution after yellow was required, showed the influence of the acidic alkali metal salts on the absorption reaction. The results obtained are in the following table 1 listed.
Tabelle 1 NaOH ffi NaSH % Wirksames H2S H2S, C02 NaOH % 0.51/min. 0.5 1/min. Table 1 NaOH ffi NaSH% Effective H2S H2S, C02 NaOH% 0.51 / min. 0.5 rpm.
21-2 5.01 0 5.01 184 186 1-3 5.02 7.03 5.02 189 184 1-5 5.02 14.05 5.02 186 180 T1-7 5.03 21.00 5.03 185 178 1-10 10.02 0 10.02 389 385 T1-11 10.01 7.01 10.01 380 779 ?1-14 10.02 14.07 10.02 385 382 T1-15 10.02 21.10 10.02 383 380 Das Molverhältnis vdn H2S zu C02 in dem für diese Versuche verwendeten Gasgemisch betrug etwa 4 : 1 und die molare Konsentration der Gesamtmenge an sauren Gasen betrug etwa 50 %.21-2 5.01 0 5.01 184 186 1-3 5.02 7.03 5.02 189 184 1-5 5.02 14.05 5.02 186 180 T1-7 5.03 21.00 5.03 185 178 1-10 10.02 0 10.02 389 385 T1-11 10.01 7.01 10.01 380 779? 1-14 10.02 14.07 10.02 385 382 T1-15 10.02 21.10 02.10 383 380 The molar ratio of H2S to C02 in the gas mixture used for these experiments was about 4: 1 and the molar concentration of the total amount of acidic gases was about 50%.
Die oben gezeigten Versuchsergebnisse sind ein Beweis für die Tatsache, daß die Reinigungswirksamkeit der alkalischen Waschlösung auf die sauren Gase nicht sehr stark von dem Gehalt an Neutralsalzen und sauren Salzen von Alkalimetallen abhangt, die in der Waschlösung enthalten sind und die durch die Absorptionsreaktion gebildet werden, daß sie jedoch im wesentlichen proportional der in der Waschlösung vorliegenden Alkalimenge und der Alkalimenge ist, die durch Hydrolyse von Neutralsalzen gebildet wird, oder anders ausgedrückt, daß sie proportional der wirksamen Alkalimenge ist. Darüber hinaus zeigen diese experimentellen Versuche die Tatsache auf, daß bei dem konventionellen Verfahren zur Alkaliwäsche, bei dem das entscheidende Absorptionsvermögen für saure Gase auf Basis der gebildeten Menge an Neutralsalzen in der Alkali-Waschlösung oder des Alkaliverbrauches für die Bildung der Neutralsalze in der Waschlösung bestimmt wird (Anteil der Alkalimenge der Waschlösung, der durch Bildung von Neutralsalzen verbraucht wurde), die erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnisse nicht erzielt werden, durch die bewiesen wird, daß das Absorptionsvermögen für saure Gase nicht sehr stark durch die Menge von sauren Salzen und Neutralsalzen beeinflußt wird, die in der Waschlösung gebildet werden. Dagegen hängt das Absorptionsvermögen hauptsächlich von der wirksamen Alkalimenge in der Waschlösung ab, so daß ersichtlich ist, daß bei dem konventionellen Waschverfahren eine unnötig hohe Menge an Alkali verbraucht wurde. Darüber hinaus bestätigen die Ergebnisse dieser Versuche gleichzeitig die Erhöhung der Wirksamkeit des Alkali und die Ausnutzung einer Alkali-Waschlösung höherer Konzentration.The test results shown above are evidence of the fact that the cleaning effectiveness of the alkaline washing solution on the acidic gases is not very much on the content of neutral salts and acid salts of alkali metals which are contained in the washing solution and which are caused by the absorption reaction are formed, but that they are substantially proportional to that in the washing solution the amount of alkali present and the amount of alkali produced by hydrolysis of neutral salts is formed, or in other words, that it is proportional to the effective amount of alkali. In addition, these experimental tests show the fact that in the conventional alkali washing method in which the decisive absorption capacity for acidic gases based on the amount formed of neutral salts in the alkali washing solution or the alkali consumption for the formation the neutral salts in the washing solution is determined (proportion of the amount of alkali in the washing solution, which was consumed by the formation of neutral salts), those obtained according to the invention No results are obtained by which it is proven that the absorbency for acid gases not very strong due to the amount of acid salts and neutral salts is affected, which are formed in the washing solution. In contrast, the absorption capacity depends mainly on the effective amount of alkali in the washing solution, so that it can be seen is that in the conventional washing method, an unnecessarily large amount of alkali was consumed. In addition, confirm the results of these tests at the same time increasing the effectiveness of the alkali and utilizing an alkali washing solution higher concentration.
Beispiel 2 Die folgenden Versuche wurden durchgeführt, um das Verhalten von alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteilen in geringeren Anteilen oder in spurenweiser Zumischung zu dem Crackgas, Heizgas und Abgasen von Erdölverarbeitungsanlagen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde die Alkali-Waschlösung für das Grackgas einer Niederdruckanlage (LPG) durch über sättigung mit einem H2S enthaltenden Gas neutralisiert und danach alkalilösliche, organische, ölige Bestandteile abgetrennt. Die abgetrennten alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteile wurden mit 10-prozentiger NaOH-Lösung bis zur oättigung vermischt, bis eine weiße Suspension gebildet wurde. Example 2 The following experiments were carried out to determine the behavior of alkali-soluble, organic, oily components in smaller proportions or in traces of admixture with cracked gas, heating gas and exhaust gases from petroleum processing plants to investigate. For this purpose, the alkali washing solution for the gray gas was a Low pressure system (LPG) neutralized by over-saturation with a gas containing H2S and then alkali-soluble, organic, oily components are separated off. The severed ones Alkali-soluble, organic, oily components were mixed with 10 percent NaOH solution mixed to saturation until a white suspension was formed.
Danach wurde absitzen gelassen und die überschüssige ölige Komponente abgetrennt und auf diese Weise die Alkalilösung tür die Probe eingestellt. 2.0 kg dieser Alkalilösung wurden in die Laboratoriums-Waschvorrichtung aus Beispiel 1 eingeführt. Unter Betriebsbedingungen, die Beispiel 1 entsprachen, wurde kontinuierlich ein Gasgemisch mit einem Molverhältnis H2S : C02 von 4 : 1 und mit einer Gesamtkonzentration an sauren Gasen von etwa 50 Volumprozent der Vorrichtung zugeführt. Flüssigkeitsproben von je 120 g, die willkürlich aus dem Lösungsbehälter am unteren Teil der Waschkolonne entnommen worden waren, wurden stehengelassen und von den abgetrennten öligen Bestandteilen befreit und danach verwendet, um den Alkaliverbrauch (), den Gehalt an alkalilöslichen, organischen, öligen Komponenten und das wirksame Alkali pro 100 g der Flüssigkeitsprobe zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Bestimmungen sind in Tabelle 2 gezeigt.It was then allowed to settle and the excess oily component separated and in this way adjusted the alkali solution for the sample. 2.0 kg this alkaline solution was made into the laboratory washer example 1 introduced. Under operating conditions, which corresponded to Example 1, was continuous a gas mixture with a molar ratio H2S: C02 of 4: 1 and with a total concentration of acidic gases of about 50 percent by volume supplied to the device. Fluid samples of 120 g each, randomly from the solution tank at the lower part of the wash column were left to stand and separated from the oily matter and then used to reduce the alkali consumption (), the content of alkali-soluble, organic, oily components and the effective alkali per 100 g of the liquid sample to determine. The results of these determinations are shown in Table 2.
Tabelle 2 2-1 ?2-2 ?2-3 2-4 2-5 22-6 Alkaliverbrauch 0.0 31.2 48.4 71.5 84.6 94.6 (%) Lösliche ölige Komponente (cm3) 5.40 3.75 2.75 0.90 0.05 Spuren Wirksames Alkali (g) 10.07 6.89 5.25 2.82 1.51 0.50 Die Menge der gelösten organischen öligen Komponente wurde in folgender Weise bestimmt: Die Probe wurde zur Neutralisation mit etwa 50 %-iger H2S04 im Überschuß vermischt und außerdem mit 20 g Na2SO4 versetzt. Durch Auflösen von Na2S04 und die Erhöhung der Dichte der Probe wurde die Probelösung ausgesalzen und mit einem Lösungsmittel vermischt (Benzol). Die organische ölige Komponente, die durch Neutralisation mit H2 504 abgetrennt worden war, wurde extrahiert und bestimmt. Table 2 2-1? 2-2? 2-3 2-4 2-5 22-6 Alkali consumption 0.0 31.2 48.4 71.5 84.6 94.6 (%) Soluble oily component (cm3) 5.40 3.75 2.75 0.90 0.05 traces Effective alkali (g) 07/10 6.89 5.25 2.82 1.51 0.50 The amount of dissolved organic oily component was determined in the following manner: The sample was used for neutralization mixed with about 50% H2S04 in excess and also mixed with 20 g Na2SO4. Dissolving Na2S04 and increasing the density of the sample became the sample solution salted out and mixed with a solvent (benzene). The organic oily Component which had been separated off by neutralization with H2 504 was extracted and determined.
Das erzielte Ergebnis zeigte die Tendenz auf, daß die Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Komponente in der Alkali - lösung proportional der Menge an wirksamem Alkali ist, wenn der Bereich des Alkaliverbrauches bei 50 bis etwa 60 % liegt, wenn jedoch die Absorptionsreaktion der sauren Gase fortschreitet und der Alkaliverbrauch erhöht wird, so wird die Menge der organischen öligen Komponente, die in der Flüssigkeitsprobe gelöst ist, unabhängig von der wirksamen Alkalimenge und zeigt eine merkliche Tendenz eines raschen Abfalls und zur Abtrennung. Die Abtrennung ist besonders bemerkenswert bei einem Bereich des Alkaliverbrauches von 75 bis 90 ffi und bei einem Alkaliverbrauch von 94.6 ffi vermindert sich die Menge der gelösten organischen öligen Komponente auf Spuren, wie in diesem Versuch gezeigt wird. Die theoretische Erklärung dieser Erscheinung kann sehr schwierig sein, weil dieser Vorgang von mehreren Faktoren abhängt. Es kann jedoch angenommen werden, daß ein Teil der in der Alkalilösung gelösten, löslichen organischen öligen Komponente in Borm von Alkalisalzen vorliegt, daß jedoch ein anderer Teil aufgrund physikalisch chemischer Vorgänge in der Alkalilösung gelöst sein kann. Welche Annahme auch zutrifft, es ist ersichtlich, daß die Löslichkeit der in die Alkalilösung übergeführten organischen öligen Komponente - anders als im Fall der sauren Gase - nicht von der Menge des wirksamen Alkali abhängt, sondern sich aufgrund von Faktoren merklich vermindert, die mit dem Anstieg der Menge der sauren Salze über eine gewisse Grenze zusammenhängen.The result obtained showed the tendency that the solubility proportional to the alkali-soluble organic oily component in the alkali solution the amount of effective Alkali is when the area of alkali consumption is 50 to about 60%, however, if the absorption reaction of the acid gases if the alkali consumption is increased, so will the amount of organic oily component that is dissolved in the liquid sample, regardless of the effective one Amount of alkali and shows a marked tendency to rapidly fall off and separate. The separation is particularly noticeable in a range of alkali consumption from 75 to 90 ffi and with an alkali consumption of 94.6 ffi the Trace amount of dissolved organic oily component, as in this experiment will be shown. The theoretical explanation of this phenomenon can be very difficult because this process depends on several factors. However, it can be assumed be that a part of the dissolved in the alkali solution, soluble organic oily Component is in the form of alkali salts, but another part due to that physically chemical processes can be dissolved in the alkali solution. What assumption also true, it can be seen that the solubility of the converted into the alkali solution organic oily component - unlike in the case of acid gases - not from the Amount of effective alkali depends, but is noticeable due to factors decreased with the increase in the amount of acid salts beyond a certain limit related.
Beispiel 3 Dieses Beispiel ist eine praktische anwendung, die auf den Ergebnissen der Versuche 1 und 2 basiert. Wie in Beispiel 1 und 2 untersucht wurde, läuft die Reaktion der Absorption von sauren Gasen in der Alkalilösung ab, ohne merklich von den im Reaktionssystem gebildeten sauren und neutralen Salzen beeinflußt zu werden, ist jedoch im wesentlichen proportional der wirksamen Alkalimenge in dem Reaktionssystem, während das Auflösen der alkalilöslichen, organischen, öligen Komponente in der Lösung nicht proportional ist der wirksamen Alkalimenge, sondern sich rasch vermindert, wenn die im Reaktionssystem gebildeten sauren Salze zu einer merklichen Menge ansteigen und der Alkaliverbrauch den Wert von 70 % überschreitet. Dieses Beispiel, das sich mit der Entwicklung von Anwendungsgebieten auf Basis der Beispiele 1 und 2 befaßt und durch das die Gesamtwirkungen der Erfindung überprüft werden, wurde in der Weise durchgeführt, daß die Bildung alkalischer Abfälle durch das Waschen vollkommen verhindert werden kann. Dies erfolgt mit Hilfe einer beträchtlichen Verminderung des Alkaliverbrauches bei dem alkalischen Waschvorgang für Gasmischungen der Erdölindustrie, die saure Gase und eine geringe oder Spurenmenge an alkalilöslichen organischen Komponenten enthalten, und durch Wiedergewinnung einer brauchbaren Lösung, die über wiegend saure Salze enthält, während das Auflösen der alkalilöslichen organischen Bestandteile in dieser brauchbaren Lösung vermieden wird. Example 3 This example is a practical application based on based on the results of experiments 1 and 2. As investigated in Examples 1 and 2 the reaction of the absorption of acidic gases in the alkali solution proceeds, without noticeably of the acidic and neutral salts formed in the reaction system however, it is essentially proportional to the effective amount of alkali in the reaction system while dissolving the alkali-soluble, organic, oily Component in the solution is not proportional to the effective amount of alkali, but rather rapidly decreases when the acidic salts formed in the reaction system become one increase noticeable amount and the alkali consumption exceeds the value of 70%. This Example dealing with the development of application areas on the basis of Examples 1 and 2 and through which the overall effects of the invention be checked, was carried out in such a way that the formation of alkaline wastes can be completely prevented by washing. This is done with the help of a considerable reduction in alkali consumption in the alkaline washing process for gas mixtures in the petroleum industry, the acidic gases and a small or trace amount of alkali-soluble organic components, and by recovery a usable solution containing predominantly acidic salts while dissolving of the alkali-soluble organic components in this useful solution avoided will.
Es wurden je 2.0 kg der Alkalilösungen, die zum Laboratoriumsgebrauch geeignet sind, in den in Tabelle 3 gezeigten Dosierungen hergestellt, um als Kreislauflösungen in die in Beispiel 1 und 2 verwendete Gaswaschvorrichtung eingeführt zu werden. Als Quelle für saures Gas wurde ein Kohlenwasserstoffgas mit einem Gehalt an etwa 50 Volumprozent H2S und ein Kohlenwasserstoffgas (Crackgas) mit einem Molverhältnis von zu zu C02 von 4 : 1 und einer molaren Konzentration der Gesamtmenge der sauren Gase von etwa 50 ffi mit einer Zufuhrrate, die bei 0.5 1/Min. gehalten wurde, in den unteren Teil der Waschkolonne eingeführt und die Waschvorrichtung in der in Beispiel 2 gezeigten Weise betrieben. Nachdem die Absorptionsreaktion bis zu den Bedingungen abgelaufen war, die unter Versuch Nr. 22-6 in Tabelle 2 gezeigt sind, wurden der Alkaliverbrauch auf grund der Bildung saurer Salze und die Menge aus der Alkalilösung abgetrennter löslicher, organischer Komponente gemessen und gleichzeitig wurden durch chemische Analyse die Anteile an NaSH, Na2S, Na2C03 (einschließlich Naht03) Na2S03, Na2S203 und der löslichen organischen Komponente, die in der Alkalilösung gelöst waren bestimmt.There were 2.0 kg of the alkali solutions for laboratory use are suitable, prepared in the dosages shown in Table 3, to be used as circulatory solutions to be introduced into the gas scrubber used in Examples 1 and 2. A hydrocarbon gas containing about 50 volume percent H2S and a hydrocarbon gas (crack gas) with a molar ratio from to to C02 of 4: 1 and a total amount of acidic molar concentration Gases of about 50 ffi with a feed rate running at 0.5 l / min. was held in introduced the lower part of the washing column and the washing device in the in Example 2 operated in the manner shown. After the absorption reaction up to the Conditions shown under Experiment No. 22-6 in Table 2, the alkali consumption due to the formation of acid salts and the amount of it the soluble, organic component separated from the alkali solution is measured and simultaneously the proportions of NaSH, Na2S, Na2C03 (including Seam03) Na2S03, Na2S203 and the soluble organic component contained in the alkali solution resolved were determined.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabellen 4 und 5 gezeigt.The results obtained are shown in Tables 4 and 5.
Tabelle 3 Alkalilösung Alkalilösung Alkalilösung Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 20 % NaOH-Lösung (g) 1000 1000 1000 20 % NaSH-Lösung (g) 0 700 560 NaHC03 (99.8 %) (g) O 0 42.2 Alkalilösliehe organische Komponente 20 20 20 (cm3) Gesamtflüssigkeitsvolumen 2000 2000 2000 Anmerkung: (1) Die alkalilösliche organische Komponente war dieselbe wie in Beispiel 5. Table 3 Alkali solution Alkali solution Alkali solution No. 1 No. 2 No. 3 20% NaOH solution (g) 1000 1000 1000 20% NaSH solution (g) 0 700 560 NaHC03 (99.8 %) (g) O 0 42.2 Alkali-soluble organic component 20 20 20 (cm3) total liquid volume 2000 2000 2000 Note: (1) The alkali-soluble organic component was the same as in example 5.
(2) Diese 20 ölige NaSH-Lösung wurde aus NaSH erhalten, das durch das Alkoholreinigungsverfahren gereinigt worden war. (2) This NaSH oily solution was obtained from NaSH obtained by the alcohol cleaning process had been cleaned.
Tabelle 4 T3-1 T3-3 T3-6 T3-7 Bestandteile des H2S H2S H2S,CO2 H2S,CO2 sauren Gases Alkalilösung Nr.1 Nr.2 Nr.1 Nr.3 Abgetrennte orga- 20.80 20.10 20.05 20.00 nische Komponente Alkaliverbrauch 94.2 95.4 96.2 96.8 Tabelle 5 T3-1 T3-3 T3-6 T3-7 NaS % 11.00 16.65 9014 13.32 Na2S % 1.05 1.17 0.56 0.66 Na2CO3 % 0.03 0.04 3.26 5.41 NaUC03 /0 0o35 0.34 0.27 0.47 Na2S2 % 0.17 0.12 0.15 0.20 Organische Öle Spuren Spuren Spuren Spuren Der Versuch dieses Beispiels bezweckt die Weiterentwicklung des praktischen Anwendungsgebietes der in Beispielen 1 und 2 untersuchten Gegebenheiten und die Überprüfung der Gesamtwirkungen der Erfindung. In diesem Versuch wurde die Alkali-Waschlösung, der vorher die endgültigen engen an sauren Salzen und alkalilöslichen organischen Komponenten (Tabelle 3) zugesetzt worden waren, mit Erdölkohlenwasserstoffgas (Crackgas) geprüft, das saures Gas, wie H2S und C02 sowie Spuren alkalilvslicher organischer Bestandteile enthielt. Nach den erzielten Ergebnissen, die in den Tabellen 4 und 5 gezeigt sind, wurde festgestellt, daß die Bildung von sauren Salzen nicht sehr stark von den sauren Salzen, die vorher der Waschlösung zugesetzt wurden, oder den sauren Salzen und Neutralsalzen abhängt, die durch die Absorptionsreaktion gebildet wurden, und daß die Reaktion der Absorption von sauren Gasen solange fortschreitet, bis der Alkaliverbrauch 90 % überschreitet. Ferner wurde bestätigt, daß die Gesamtmenge oder mehr als die Gesamtmenge der vorher zugesetzten alkalilöslichen organischen Bestandteile von der Waschlösung abgetrennt wird, wenn der Anteil an sauren Salzen beträchtlich ansteigt und der Alkaliverbrauch 90 % überschreitet. Table 4 T3-1 T3-3 T3-6 T3-7 Components of the H2S H2S H2S, CO2 H2S, CO2 acidic gas alkali solution No.1 No.2 No.1 No.3 Separate orga- 20.80 20.10 20.05 20.00 niche component alkali consumption 94.2 95.4 96.2 96.8 Tabel 5 T3-1 T3-3 T3-6 T3-7 NaS% 11.00 16.65 9014 13.32 Na2S% 1.05 1.17 0.56 0.66 Na2CO3 % 0.03 0.04 3.26 5.41 NaUC03 / 0 0o35 0.34 0.27 0.47 Na2S2% 0.17 0.12 0.15 0.20 Organic oils Traces Traces Traces Traces The purpose of this example is to try the further development of the practical field of application of the examples 1 and 2 examined circumstances and the review of the overall effects of the invention. In this experiment, the alkaline wash solution that was previously the final tight of acid salts and alkali-soluble organic components (Table 3) added had been tested with petroleum hydrocarbon gas (crack gas), the acid gas, such as H2S and C02 as well as traces of alkali-soluble organic components. According to the results obtained, which are shown in Tables 4 and 5, was found that the formation of acidic salts is not very different from the acidic ones Salts that were previously added to the washing solution, or the acidic salts and Depends on neutral salts formed by the absorption reaction and that the acid gas absorption reaction continues until the alkali is consumed Exceeds 90%. Further, it was confirmed that the total amount or more than that Total amount of previously added alkali-soluble organic constituents of the washing solution is separated when the proportion of acidic salts increases considerably and the alkali consumption exceeds 90%.
Wie aus den ergebnissen dieses Versuches herzuleiten ist, muß die zur Reinigung des saure t;ase enthaltenden Sohlenwasserstoffgases verwendbare Alkali-Waschlösung nicht notwendigerweise wegen der Bildung von Neutralsalzen ausgetauscht werden, sondern kann zur Reaktion der Absorption saurer Gase solange verwendet werden, bis der überwiegende Teil des Alkali in saure Salze umgewandelt ist. Ferner wird durch diese Ausführungform des Gaswaschverfahrens nicht nur der durch das konventionelle Verfahren erforderliche Alkaliverbrauch um die Hälfte vermindert, sondern auch das durch alkalischen Abfall auftretende Verunreinigungsproblem gelöst, das durch Auflösen von alkalilöslichen organischen Komponenten in dem Abfall verursacht wird und es wird gleichzeitig die Rückgewinnung der verwendbaren Lösung direkt aus dem Alkaliwaschverfahren gewährleistet, die vorherrschend aus sauren Salzen besteht.As can be deduced from the results of this experiment, the Alkali scrubbing solution that can be used to purify the acidic hydrocarbon gas containing the acid t; ase not necessarily exchanged because of the formation of neutral salts will, but can be used to react to the absorption of acidic gases until the major part of the alkali is converted into acidic salts. Furthermore, through this embodiment of the gas scrubbing process is not just that of the conventional one Process required alkali consumption reduced by half, but also that The problem of contamination caused by alkaline waste is solved by dissolving is caused by alkali-soluble organic components in the waste and it at the same time the recovery of the usable solution directly from the alkali washing process guaranteed, which consists predominantly of acidic salts.
Erfindungsgemäß wurde anhand von experimentellen Beispielen der Umfang und der Gegenstand der Erfindung verdeutlicht. Zum detaillierteren Nachweis der erfindungsgemäßen Vorteile werden nachstehend weitere Beispiele beschrieben.According to the invention, the scope was determined on the basis of experimental examples and clarifies the subject matter of the invention. For more detailed evidence of the Further examples are described below according to the invention.
Beispiel 4 -Der frische Gasstrom, der die in Tabelle 6 angegebene Zusammensetzung aufweist, wird, wie in Figur 1 gezeigt, durch die Rohrleitung 9 in das Waschsystem eingeleitet. Andererseits wird eine etwa 15 /o-ige NabH-Lösung zum Waschen durch Rohrleitung 1 in das System eingeführt. Example 4 - The fresh gas stream corresponding to that given in Table 6 Composition is, as shown in Figure 1, through the pipe 9 introduced into the washing system. On the other hand, an approximately 15% NabH solution is used Introduced into the system through pipeline 1 for washing.
Tabelle 6 (Mol A) t2 14.55 c3 12.74 CO 0.08 C4 4.74 C02 0.03 c5 2.13 H2S 0.11 06+ 2.05 C1 28.75 H20 0.72 C2 34.10 lösliche organische Spuren ölige Komponente Zur Durchführung des Waschvorgangs (Absorptionsreaktion) in Abschnitt D werden die aus Rohrleitung 1 dem Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts zugeführte NaOH-Lösung und die im Kreislauf geführte Alkalilösung, die schon teilweise Neutralsalze enthält, mit Hilfe der Kreislaufpumpe 3 homogen miteinander vermischt, um die wirksame Alkalinität zu erhöhen, so daß eine Waschlösung mit der höchsten Konzentration in diesem Waschsystem gebildet wird. Diese Lösung kommt mit dem Gasstrom (Crackgas) in Berührung, der bereits den überwiegenden Anteil an saurem Gas und alkalilöslichen organischen Bestandteilen verloren hat. Dieser Kontakt wird im Gegenstrom in der Kontaktzone 6 bewirkt, wobei, wie in Formel (1) gezeigt wird, die Neutralsalze (Na2S, Na2CO3) teilweise gebildet werden und die in dem Crackgas verbliebenen sauren Gase vollständig entfernt werden. Table 6 (Mol A) t2 14.55 c3 12.74 CO 0.08 C4 4.74 C02 0.03 c5 2.13 H2S 0.11 06+ 2.05 C1 28.75 H20 0.72 C2 34.10 soluble organic traces of oily components To the Carrying out the washing process (absorption reaction) in Section D will be carried out Pipeline 1 NaOH solution fed to the circulation mechanism of this section and the circulating alkali solution, which already partially contains neutral salts, with the help of the circulation pump 3 mixed homogeneously with one another to ensure the effective alkalinity increase so that a washing solution with the highest concentration in this washing system is formed. This solution comes into contact with the gas flow (cracked gas), the already the predominant proportion of acid gas and alkali-soluble organic components has lost. This contact is effected in countercurrent in the contact zone 6, with as shown in formula (1), the neutral salts (Na2S, Na2CO3) are partially formed and the acid gases remaining in the cracked gas are completely removed.
In Abschnitt C wird der Abfluß aus dem Lösungsbehälter 7 des Abschnitts D durch die Rohrleitung 10 in den Lösungsbehälter 7' des Abschnitts C eingeführt. Während diese-Lösung durch den in diesem Abschnitt vorgesehenen Zirkulationsmechanismus im Kreislauf geführt wird, wird sie im Gegenstrom mit dem Gasstrom (Crackgas) in Berührung gebracht, aus dem die sauren Gase (die Hälfte des Gesamtanteils der sauren Gase) entsprechend den in den Abschnitten A und B gebildeten sauren Salzen, entfernt worden sind, so daß der überwiegende Anteil an freier NaOH, der als Bestandteile des Gasstroms vorliegenden sauren Gase und der alkalilöslichen organischen Bestandteile beseitigt werden. In diesem Abschnitt wird die dem Abschnitt D zugeführte NaOH-Lösung in eine Lösung übergeführt, die Spuren an alkalilöslichen organischen Komponenten enthält und überwiegend aus Neutralsalzen zusammengesetzt ist.In section C, the drain from the solution tank 7 becomes the section D introduced through the pipe 10 into the solution tank 7 'of section C. During this solution through the circulation mechanism provided in this section is circulated, it is in countercurrent with the gas flow (cracked gas) in Brought into contact, from which the acid gases (half of the total proportion of acid Gases) corresponding to the acidic salts formed in sections A and B. have been, so that the predominant proportion of free NaOH, which is used as constituents the acidic gases present in the gas stream and the alkali-soluble organic constituents be eliminated. In this section, the NaOH solution supplied to section D. converted into a solution, the traces of alkali-soluble organic components contains and is mainly composed of neutral salts.
In Abschnitt B wird der durch Rohrleitung 10' aus dem Lösungsbehälter 7 des Abschnitts C kommende Abfluß (eine vorherrschend aus Neutralsalzen bestehende Lösung) in den Lösungsbehälter 7'' des Abschnitts B eingeführt und mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts im Kreislauf geführt. Im Verlauf des Gegenstromkontakts mit dem Gasstrom, aus dem eine geringe Menge der sauren Gase entfernt worden ist, die zur Überführung von Neutralsalzen in saure Salze in der Waschlösung des Abschnitts A erforderlich ist, wird der größte Anteil der Neutralsalze durch die in dem Gas strom enthaltenen sauren Gase in saure Salze übergeführt. Die in die Waschlösung eingeführten, alkalilöslichen organischen Bestandteile werden wegen der bemerkenswerten Verminderung der Alkalinität der Lösung fast vollständig abgetrennt, so daß die Waschlösung trübe wird. Dieser Abschnitt stellt daher den für den Erfindungsgedanken wesentlichen Abschnitt dar, entsprechend dem direkt aus dem Waschsystem eine Nebenproduktlösung gewonnen wird, die überwiegend aus sauren Salzen besteht und gleichzeitig die Abtrennung der alkalilöslichen organischen Bestandteile und die Verminderung des Alkaliverbrauches in Zusammenhang mit Abschnitt A gewährleistet wird.In section B, the pipe 10 'is taken out of the solution tank 7 of Section C coming outflow (a predominantly neutral salt Solution) is introduced into the solution container 7 ″ of section B and with the help of the Mechanism of circulation of this section in the circuit guided. In the course of countercurrent contact with the gas stream, from which a small amount of the acidic gases have been removed, which leads to the conversion of neutral salts into acidic Salts required in the washing solution of section A will be the largest proportion the neutral salts by the acid gases contained in the gas stream into acid salts convicted. The alkali-soluble organic components introduced into the washing solution become almost complete because of the remarkable reduction in the alkalinity of the solution separated so that the washing solution becomes cloudy. This section therefore represents the for the idea of the invention is essential section, corresponding to the directly from the washing system a by-product solution is obtained, which is predominantly from acidic Salts and at the same time the separation of the alkali-soluble organic components and the reduction of alkali consumption in connection with section A is guaranteed will.
In dem letzten Abschnitt A, der Zone für die Rückgewinnung der Lösung der sauren Salze, wird der aus dem Lösungsbehälter 7'' von Abschnitt B durch Rohrleitung 10 in den Lösungsbehälter 7"' des Abschnitts A eingeführte Abfluß (eine Lösung, die saure Salze und eine geringe Menge an Neutralsalzen enthält) mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts im Kreislauf geführt und während der Kreislaufführung im Gegenstrom mit dem Gasstrom in Berührung gebracht, der von außerhalb des Systems durch Rohrleitung 9 dem unteren eil der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone zugeführt wird. Dieser Gasstrom wird durch Absorption der im Gasstrom enthaltenen sauren Gase behandelt, so daß der überwiegende Anteil an Neutralsalzen, die in der Waschlösung verblieben sind, in saure Salze übergeführt werden (dabei ist der Alkaliverbrauch höher als 90 o/o) und gleichzeitig werden alkalilösliche organische Bestandteile unter Bildung einer Lösung der sauren Salze fast vollständig abgeschieden.In the last section A, the solution recovery zone of the acid salts, the one from the solution tank 7 ″ of section B is made through pipeline 10 drain introduced into the solution tank 7 "'of section A (a solution, which contains acidic salts and a small amount of neutral salts) with the help of the circulation mechanism this section is circulated and in countercurrent during the circulation brought into contact with the gas flow coming from outside the system by pipeline 9 is fed to the lower part of the gas-liquid contact zone. This gas flow is treated by absorbing the acidic gases contained in the gas stream, so that the majority of neutral salts that have remained in the washing solution, be converted into acidic salts (the alkali consumption is higher than 90 o / o) and at the same time, alkali-soluble organic components are formed to form a Solution of acid salts almost completely deposited.
In Tabelle 7 ist ein Vergleich der Analysenergebnisse der Lösung der sauren Salze, die nach den beschriebenen 13e.ispielen hergestellt wurde und den Analysenergebnissen dargestellt, die mit der alkalischen Abfallwaschlösung erhalten wurden, die entsprechend dem konventionellen Verfahren in Berührung mit Crackgas gehalten wurde.In Table 7 is a comparison of the analysis results of the solution acid salts, which are illustrated in accordance with the 13e examples described manufactured and the analytical results obtained with the alkaline waste washing solution obtained in contact with according to the conventional method Cracked gas was held.
Tabelle 7 Konventionelle Erfindungsgemäß Waschlösung erhaltene Lösung Alkaliverbrauch (?/o) 35.9 70 91 NaOH (Gewichtsprozent) 4.27 0 0 Na2S (Gewichtsprozent) 7.11 6.30 1.83 NaSH (Gewichtsprozent) 0 5.25 10.47 Na2C03 (Gewichtsprozent) 2.79 2.32 0.68 NaHCO) (Gewichtsprozent) 0 2.46 4.90 Na2S°3 (Gewichtsprozent) 0.30 0.68 1.30 Na2S203 (Gewichtsprozent) 0.09 0.25 0.49 gelöste ölige Komponente 0.25 0.15 Spuren (cm3) Wie aus den in abelle 7 gezeigten Analysenergebnissen leicht ersichtlich ist, beträgt der Alkaliverbrauch in der NaOH-Abfallösung bei dem konventionellen Verfahren 35.9 a6, während er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei 91 Vo liegt, so daß das Verhältnis der zur Reinigung des Rohgases, das einen bestimmten Anteil an sauren Gasen enthält, erforderlichen Alkali mengen mehr als 2.5 : 1 bei dem konventionellen Verfahren im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt. Wie andererseits aus dem Vergleich der Verfahrensführung bei einem Alkaliverbrauch von 70 % beziehungsweise 91 % offensichtlich wird, ist erfindungsgemäß die gelöste Menge an alkalilöslichen organischen Komponenten in der vorherrschend aus sauren Salzen bestehenden Lösung sehr gering. Table 7 Conventional solution obtained according to the invention washing solution Alkali consumption (? / O) 35.9 70 91 NaOH (percent by weight) 4.27 0 0 Na2S (percent by weight) 7.11 6.30 1.83 NaSH (percent by weight) 0 5.25 10.47 Na2C03 (percent by weight) 2.79 2.32 0.68 NaHCO) (percent by weight) 0 2.46 4.90 Na2S ° 3 (percent by weight) 0.30 0.68 1.30 Na2S203 (percent by weight) 0.09 0.25 0.49 dissolved oily component 0.25 0.15 Traces (cm3) As can be easily seen from the analysis results shown in table 7 the alkali consumption in the NaOH waste solution is that of the conventional one Method 35.9 a6, while in the method according to the invention it is 91 Vo, so that the ratio of the purification of the raw gas that a certain proportion of acidic gases, the required alkali quantities are more than 2.5: 1 for the conventional one Method in comparison with the method according to the invention. How on the other hand from the comparison of the procedure with an alkali consumption of 70% respectively 91% becomes apparent, according to the invention, the dissolved amount is alkali-soluble organic components in the solution consisting predominantly of acidic salts very low.
Auf diese Weise gewährleistet das erfindungsgemaße Verfahren die Abtrennung von alkalilöslichen organischen Bestandteilen, die bei dem konventionellen Verfahren durch Verunreinigung der Umgebung mit der verbrauchten alkalischen Waschlösung zu Störungen führen, und die direkte Rückgewinnung von wertvollen Chemikalien aus der Waschlösung. Betrachtet man das erfindungsgemäße Verfahren lediglich im Hinblick auf die Verunreinigung der Umgebung, so zeigt es hohe Wirksamkeit und großen Wert.In this way, the method according to the invention ensures the separation of alkali-soluble organic components, the one with the conventional one Process by contaminating the environment with the spent alkaline washing solution lead to malfunctions and the direct recovery of valuable chemicals the washing solution. If the method according to the invention is only considered in terms of it on the pollution of the environment, it shows high effectiveness and great value.
Der in diesem Beispiel erzielte NaOH-Verbrauch beträgt das 1.1- bis 1.18-fache des theoretischen Werts, der durch die in dem Rohgas enthaltende enge an sauren Gasen bestimmt ist.The NaOH consumption achieved in this example is 1.1 bis 1.18 times the theoretical value by the tightness contained in the raw gas is determined on acid gases.
Beispiel 5 Die verwendete Gaswaschvorrichtung (ein Beispiel dafür ist in 'figur 2 gezeigt) besitzt dieselbe Funktion wie die Vorrichtung gemäB Figur 1. Sie wurde mit der in dem konventionellen Verfahren erhaltenen, verbrauchten Waschlösung beschickt, deren lkaliverbrauch, wie in Tabelle 7 gezeigt ist, bei 35.9 % lag. Example 5 The gas scrubbing device used (an example of this is shown in 'Figure 2) has the same function as the device according to Figure 1. It was made with the used washing solution obtained in the conventional method whose alkali consumption, as shown in Table 7, was 35.9%.
Das verwendete Crackgas hatte dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 4, wie in Tabelle 6 gezeigt ist. Der Waschvorgang wurde in folgender Weise durchgeführt: Die als Waschlösung zu verwendende verbrauchte Waschlosung wird durch Rohrleitung 1 dem Abschnitt D der Zone zur Bildung der sauren Salze zugeführt und in diesem Abschnitt mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus im Kreislauf geführt, der Kreislaufpumpen 3, Ausstoßdüsen 5 und Rohrleitungen 2, 4 umfaßt, welche die Pumpen mit den Düsen verbinden. Nachdem die sauren Gase durch die Lösung in den Abschnitten A, B und C im wesentlichen vollständig absorbiert und entfernt wurden, wird das erhaltene Gas in Abschnitt D vollständig gereinigt und ein Teil der Lösung durch Rohrleitung 10 in den Abschnitt C übergeführt.The cracking gas used had the same composition as in Example 4 as shown in Table 6. The washing process was carried out in the following way: The used washing solution to be used as washing solution is piped 1 fed to the section D of the zone for the formation of the acid salts and in this Section circulated with the help of the circulation mechanism, the circulation pumps 3, discharge nozzles 5 and pipelines 2, 4, which the pumps with the nozzles associate. After the acidic gases have passed through the solution in Sections A, B and C has been substantially completely absorbed and removed, that is what is obtained Gas in section D completely cleaned and part of the solution through pipeline 10 moved to section C.
Die übergeleitete Waschlösung durchläuft die Abschnitte C und B und erreicht Abschnitt A und durch einen ähnlichen Wascheffekt wie in Beispiel 1 wird vor dem Abströmen durch Rohrleitung 8 eine Lösung erhalten, die als Hauptkomponente saure Salze aufweist und die keine alkalilöslichen organischen Bestandteile enthält. Andererseits wird das Rohgas durch Rohrleitung 9 in Abschnitt A eingeleitet und kommt dort im Gegenstrom in Berührung mit der Waschlösung, die aus Abschnitt D, C, B mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts zugeführt wird. Der Kontakt erfolgt in der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone 6', die mit Raschigringen gefüllt ist. Dort verliert das Gas einen Teil der sauren Gase, bevor es in Abschnitt B eingeleitet wird.The washing solution passed over passes through sections C and B and reaches section A and has a washing effect similar to that in example 1 before flowing out through pipe 8, a solution is obtained as the main component has acidic salts and does not contain any alkali-soluble organic components. On the other hand, the raw gas is through Pipeline 9 in section A initiated and comes there in countercurrent in contact with the washing solution that comes from Section D, C, B are fed using the circulation mechanism of this section will. The contact takes place in the gas-liquid contact zone 6 'with Raschig rings is filled. There the gas loses part of the acidic gases before it is in section B is initiated.
Die entsprechenden Behandlungen werden wiederholt, während das Gas durch die Abschnitte B und C weiter in Abschnitt D strömt.The appropriate treatments are repeated while the gas flows through sections B and C further into section D.
Der Gegenstromkontakt mit stark alkalischer Waschlösung unter Zirkulation in diesem Abschnitt gewährleistet eine vollständigve Reinigung. Der gereinigte Gasstrom wird durch Rohrleitung 11 in den Spülabschnitt 12 eingeleitet, verliert dort die begleitenden Spuren an Alkaliverbindungen und verläßt das System durch Rohrleitung 13.Countercurrent contact with strongly alkaline washing solution with circulation This section ensures complete cleaning. The purified gas stream is introduced through pipeline 11 into the flushing section 12, there loses the accompanying traces of alkali compounds and leaves the system through a pipeline 13th
In Tabelle 8 sind die Ergebnisse der Analyse einer Lösung von sauren Salzen aufgeführt, die nach diesem Beispiel erhalten wurde.In Table 8 are the results of analysis of a solution of acidic Salts listed, which was obtained according to this example.
Tabelle 8 Alkaliverbrauch 93 % Naht03 5.14 Gew.%o NaSH 11.45 Ges.% Na2S°3 1.08 Ges.% Na2S 1.43 Gew. Na2S203 0.25 Gew. Table 8 Alkali consumption 93% Seam03 5.14% by weight o NaSH 11.45% by weight Na2S ° 3 1.08 total% Na2S 1.43 wt. Na2S203 0.25 wt.
Na2C03 0.45 Gew.Iösliche ölige Spuren Komponenten iach den oben erwähnten Versuchsergebnissen wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bewiesen, daß die nach Durchführung des konventionellen Verfahrens erhaltene, verbrauchte Waschlösung immer noch ausreichende Absorptionsfähigkeit für saure Gase hat und daß die übliche, verbrauchte Waschlösung (mit einem niedrigen Wert des Alkaliverbrauches) in ausreichender Weise als Waschlösung für saure Gase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederverwendet werden kann. Es ist ersichtlich, daß die in konventioneller Weise verbrauchte Waschlösung ziemlich wirksam zusammen mit frischer Waschlösung eingesetzt werden kann. Na2C03 0.45% by weight of soluble oily trace components in accordance with those mentioned above Experimental results is proven by the method according to the invention that the used washing solution obtained after performing the conventional procedure still has sufficient absorption capacity for acid gases and that the usual, used washing solution (with a low value of the alkali consumption) in sufficient Way reused as a scrubbing solution for acidic gases in the method according to the invention can be. It can be seen that the conventional way spent washing solution used quite effectively together with fresh washing solution can be.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet daher nicht nur eine Verminderung des Alkaliverbrauches bei der Reinigung von drackgas, das saure Gase enthält, sondern 7ibt auch GeFenmaßnahmen gegen Werunreinigungren der Umgebung durch verbrauchte Waschlösung, die sehr aussichtsreich sind.The method according to the invention therefore not only ensures one Reduction of the consumption of alkali when cleaning exhaust gas, the acidic gases contains, but also gives legal measures against pollution of the environment used washing solution, which are very promising.
nachdem die Neuheit, die Wirkungen und die charakteristischen merkmale der Erfindung ausfiihrlich unter Bezugnahme auf die durchgeführten experimentellen Beispiele und die Beispiele für erfindungsgemäße Ausführungsformen verdeutlicht wurden, ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Alkaliwäsche von Crackgas, Heizgas und ILbgaseh von 3kdölanlagen durchgeführt wird, ein neuartiges Verfahren zur lkaliwäsche und auch eine neuartige Methode zur Rückgewinkung von Lösungen saurer Salze darstellt. Nach diesem Verfahren wird mit Hilfe eines Waschsystems, das aufgrund von Untersuchungen des Einflusses der sauren Salze auf die -bsorptionsreaktion, des Lösungsverhaltens und des Zusammenhangs dieser Gegebenheiten ausgebildet wurde, direkt aus der lkali-Waschlösun eine vorherrschend aus sauren Salzen bestehende Salzlösung zurückgewonnen. In dieser Lösung wurden die sauren Salze durch Waschen der zusammen mit alkalilösiichen organischen Komponenten vorliegenden sauren Gase, die in Rohgas enthalten sind, mit einer Alkalilösung gebildet.after the novelty, the effects and the characteristic features of the invention in detail with reference to the experimental carried out Examples and the examples of embodiments according to the invention are illustrated it can be seen that the process according to the invention, in which the alkali washing of crack gas, heating gas and ILbgaseh is carried out by 3kdölanlagen, a new kind Process for washing with alkali and also a novel method for re-waving Represents solutions of acidic salts. According to this procedure, with the help of a washing system, based on studies of the influence of acid salts on the absorption reaction, the solution behavior and the context of these conditions has been trained, directly from the alkaline washing solution, a predominantly acidic salt solution Saline solution recovered. In this solution, the acid salts were washed the acidic gases present together with alkali-soluble organic components, which are contained in raw gas, formed with an alkali solution.
Die charakteristischen Merkmale der Erfindung können, im Vergleich mit den Merkmalen des konventionellen Verfahrens, in folgender Weise zusammengefaßt werden: (1) Das erfindunsgemäße Verfahren zum Wiedergewinnen der Alkalilösung gestattet eine Verminderung des Verbrauches an Alkali auf weniger als die Hälfte der Alkalimenge, die nach dem konventionellen Verfahren verbraucht wird, da die durch das erfindungsgemäße Verfahren wiedergewonnene Alkalilösung durch die Reaktion der Absorption saurer Gase vollständig in saure Salze umgewandelt wurde.The characteristic features of the invention can be compared with the features of the conventional method, summarized in the following manner are: (1) The process according to the invention for recovering the alkali solution is permitted a reduction in consumption of alkali to less than that Half of the amount of alkali consumed using the conventional method, since the alkali solution recovered by the process of the invention by the Reaction of the absorption of acidic gases was completely converted into acidic salts.
(2) Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückgewonnene Lösung von sauren Salzen hat die in Tabellen 7 und 8 angegebene Zusammensetzung. Diese Lösung saurer Salze kann in zufriedenstellender Weise als Aufschlul',-flüssigkeit zur Zellstoffherstellun, als jilotationsflüssigkeit für Erze und dergleichen eingesetzt werden, so daß der Transport auf das Meer oder andere Maßnahmen gegen die Verunreinigung der Umgebung unnötig werden.(2) The recovered by the process of the invention Solution of acid salts has the composition given in Tables 7 and 8. This solution of acidic salts can be used in a satisfactory manner as a Aufschlul ', - liquid used for pulp production, as jilotation liquid for ores and the like so that the transport by sea or other measures against pollution the environment become unnecessary.
(3) Durch die Erfindung wird bewiesen, daß die Absorptionsreaktion zwischen der Alkali-Waschlösung und sauren Gasen proportionl der Menge an wirksamem Alkali in der Waschlösung ist, daß sie jedoch unabhängig ist von den gebildeten sauren Salzen. Infolgedessen kann die alkalische Waschlösung bei höherer Konzentration angewendet werden und gleichzeitig wird der Alkaliverbrauch vermindert.(3) The invention proves that the absorption reaction between the alkali washing solution and acidic gases proportional to the amount of effective There is alkali in the washing solution, but it is independent of those formed acid salts. As a result, the alkaline washing solution can be used at a higher concentration can be applied and at the same time the alkali consumption is reduced.
(4) Durch die Erfindung, welche aufgrund der Entdeckung des Absorptionsmechanismus die Wiedergewinnung einer überwiegend aus sauren Salzen bes-tehenden Lösung direkt aus der Alkali-Waschlösung gestattet, kann die vollkommene Wiedergewinnung der verbrauchten waschlösung in Industrieanlagen durchgeführt werden, die schlechte Quellen für saure Gase aufweisen, wie petrochernische Anlagen.(4) By the invention, which is due to the discovery of the mechanism of absorption the recovery of a solution consisting predominantly of acid salts directly Permitted from the alkali washing solution, can be the perfect recovery of the spent washing solution carried out in industrial plants which are bad sources of acidic Have gases, such as petrochemical plants.
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Also Published As
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|---|---|
| DE2063367C2 (en) | 1982-12-30 |
| JPS5010269B1 (en) | 1975-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |